Kubernetes Deployment 的作用是什么？它如何实现滚动更新和回滚？

Kubernetes Deployment 是用于管理 Pod 和 ReplicaSet 的声明式更新控制器，它提供了声明式的应用部署和更新能力。

Deployment 的核心功能

1. 声明式管理：通过 YAML 文件定义期望状态，Kubernetes 自动实现当前状态到期望状态的转换。

2. 滚动更新：支持零停机时间的应用更新，逐步替换旧版本的 Pod。

3. 回滚能力：可以轻松回滚到之前的版本，支持查看更新历史。

4. 自动扩缩容：支持手动或自动调整 Pod 的副本数量。

5. 自愈能力：当 Pod 故障或被删除时，自动创建新的 Pod 以维持期望的副本数。

Deployment 的工作原理

Deployment 通过 ReplicaSet 管理 Pod：

1. ReplicaSet：确保指定数量的 Pod 副本始终运行。

2. Pod 模板：定义 Pod 的规格，包括容器镜像、资源限制等。

3. 更新策略：控制滚动更新的行为，如最大不可用 Pod 数量、最大激增 Pod 数量。

Deployment 的 YAML 示例

yaml
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: nginx-deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: nginx
  template:
    metadata:
      labels:
        app: nginx
    spec:
      containers:
      - name: nginx
        image: nginx:1.14.2
        ports:
        - containerPort: 80

更新策略

Deployment 支持两种更新策略：

1. RollingUpdate（默认）：

   • 逐步替换 Pod，确保始终有可用 Pod
   • 可配置 maxUnavailable 和 maxSurge
   • 适用于大多数应用

2. Recreate：

   • 先删除所有旧 Pod，再创建新 Pod
   • 会导致短暂的服务中断
   • 适用于无法同时运行新旧版本的应用

滚动更新参数

• maxUnavailable：更新过程中最多允许多少个 Pod 不可用（默认 25%）

• maxSurge：更新过程中最多允许多少个额外的 Pod（默认 25%）

回滚操作

查看更新历史：

bash
kubectl rollout history deployment/nginx-deployment

回滚到上一个版本：

bash
kubectl rollout undo deployment/nginx-deployment

回滚到指定版本：

bash
kubectl rollout undo deployment/nginx-deployment --to-revision=2

扩缩容

手动扩缩容：

bash
kubectl scale deployment/nginx-deployment --replicas=5

自动扩缩容（HPA）：

yaml
apiVersion: autoscaling/v2
kind: HorizontalPodAutoscaler
metadata:
  name: nginx-hpa
spec:
  scaleTargetRef:
    apiVersion: apps/v1
    kind: Deployment
    name: nginx-deployment
  minReplicas: 2
  maxReplicas: 10
  metrics:
  - type: Resource
    resource:
      name: cpu
      target:
        type: Utilization
        averageUtilization: 50

Deployment 与其他控制器的区别

1. vs ReplicaSet：

   • Deployment 是 ReplicaSet 的上层控制器
   • Deployment 提供更新和回滚能力，ReplicaSet 只能维持副本数

2. vs StatefulSet：

   • Deployment 适用于无状态应用
   • StatefulSet 适用于有状态应用，提供稳定的网络标识和持久化存储

3. vs DaemonSet：

   • Deployment 可以在任意节点运行指定数量的 Pod
   • DaemonSet 确保在每个节点上运行一个 Pod 副本

最佳实践

1. 使用声明式配置：始终使用 YAML 文件定义 Deployment，而不是命令式命令。

2. 设置合理的资源限制：为容器设置 CPU 和内存的 requests 和 limits。

3. 配置健康检查：使用 livenessProbe 和 readinessProbe 确保应用健康。

4. 使用多阶段构建：优化镜像大小，提高部署速度。

5. 设置适当的更新策略：根据应用特性选择 RollingUpdate 或 Recreate。

6. 使用标签和注解：为 Deployment 添加有意义的标签和注解，便于管理和追踪。

7. 监控更新过程：使用 kubectl rollout status 监控更新进度。